光刻胶涂布设备及涂胶显影系统的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光刻胶涂布设备及涂胶显影系统。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.光刻胶涂布工艺是半导体硅片制造过程中的重要工艺，光刻胶涂布时，喷嘴将光刻胶胶液滴在晶圆上表面的中心位置，然后使晶圆转动匀胶，使光刻胶胶液均匀流动至覆盖整个晶圆的上表面，并使胶液在高速转动的离心力作用下迅速流动成膜，胶液中的稀释剂挥发后，在晶圆上形成了一定厚度的胶层。
4.在光刻胶涂布的过程中，需要保证晶圆以及光刻胶的温度处于设定的范围内，以免影响关键尺寸均匀度。例如，由于带动晶圆旋转的载台通常由电机等驱动装置进行驱动，而电机在工作过程中会产生大量的热，热量经过载台传递给晶圆，会影响晶圆涂布时的温度，故需要对其进行降温处理。
5.现有技术通常在光刻胶涂布设备中设置水管，利用水管中恒温水循环的方式来维持光刻胶涂布时所需要的温度，但恒温水管及水循环装置会占用较大的空间，而且恒温水管损坏会导致水泄露，影响半导体产品良率。


技术实现要素：

6.本发明的第一方面提出了一种光刻胶涂布设备，所述光刻胶涂布设备包括：
7.载台，所述载台用于放置待涂布的晶圆；
8.驱动装置，所述驱动装置与所述载台连接以带动所述载台旋转；
9.供胶装置，所述供胶装置包括用于输送光刻胶的光刻胶管路；
10.第一柔性热电模块，所述第一柔性热电模块用于调节温度，所述第一柔性热电模块与所述光刻胶管路连接。
11.本发明的第二方面提出了一种涂胶显影系统，所述涂胶显影系统包括如上所述的光刻胶涂布设备。
附图说明
12.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
13.图1示意性地示出了根据本发明实施方式的光刻胶涂布设备的结构示意图；
14.图2示意性地示出了图1中法兰盘与一个柔性热电模块连接的仰视图；
15.图3示意性地示出了图1中法兰盘与多个柔性热电模块连接的仰视图。
16.附图标记如下：
17.100、光刻胶涂布设备；
18.10、载台；
19.20、驱动装置；21、法兰盘；
20.30、晶圆；
21.40、光刻胶管路；
22.51、第一柔性热电模块；52、第二柔性热电模块；
23.60、光刻胶喷嘴；
24.70、机械臂；
25.81、第一散热鳍片；82、第二散热鳍片。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反的，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
28.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
29.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
30.如图1至图3所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种光刻胶涂布设备100，该光刻胶涂布设备100包括载台10、驱动装置20、供胶装置和第一柔性热电模块51，其中，载台10用于放置待涂布的晶圆30；驱动装置20与载台10连接以带动载台10旋转；供胶装
置包括用于输送光刻胶的光刻胶管路40；第一柔性热电模块51用于调节温度，第一柔性热电模块51与光刻胶管路40连接。
31.在上述实施方式的基础上，本发明实施例在光刻胶涂布设备100中设置了第一柔性热电模块51，利用第一柔性热电模块51与供胶装置的光刻胶管路40连接，从而起到调节光刻胶管路40内光刻胶温度的作用。需要说明的是，本实施例中所说的调节温度可以包括降温和升温，第一柔性热电模块51通过降温或者升温保证与其连接的装置处于设定的温度范围内，从而防止因温度不合适导致的产品缺陷；第一柔性热电模块51的温度范围可以设置为5℃-80℃。
32.需要说明的是，第一柔性热电模块51在本实施例中用于温度控制，第一柔性热电模块51能够将温差转换为电功率，在一些可能的实施方式中，第一柔性热电模块51通常包括电连接的多个n型热电元件和p型热电元件，从而将温差转换为电功率。本实施例中，供胶装置的光刻胶管路40也可以与一个或多个第一柔性热电模块51连接，第一柔性热电模块51的具体数量可以根据实际情况进行选择。此外，供胶装置中除光刻胶管路40外的其他需要调节温度的部位，也可以与第一柔性热电模块51连接。
33.如图1所示，光刻胶涂布设备100包括供胶装置，供胶装置包括用于输送光刻胶的光刻胶管路40，由于光刻胶涂布设备100在工作状态下需要维持在设定的温度范围内，因此，本实施例中光刻胶管路40与第一柔性热电模块51连接，利用第一柔性热电模块51保证光刻胶管路40的温度处于设定范围内，进而保证光刻胶管路40中的光刻胶的温度处于设定范围内。示例性地，第一柔性热电模块51可以直接贴附在供胶装置的光刻胶管路40上。
34.此外，光刻胶涂布设备100也可以包括控制器和多个温度传感器，其中，多个温度传感器可以分别设置在驱动装置以及光刻胶管路上，用于检测所在区域的温度；控制器分别与温度传感器和第一柔性热电模块51通信连接，从而根据温度传感器检测到的温度，判断是否需要调节温度，并根据判断结果控制第一柔性热电模块51的温度。
35.综上所述，本实施例提出的光刻胶涂布设备100包括载台10、驱动装置20、供胶装置和第一柔性热电模块51，驱动装置20与载台10连接，从而驱动载台10上的晶圆30转动进行光刻胶的涂布，本实施例通过将第一柔性热电模块51与供胶装置的光刻胶管路40连接，实现了对光刻胶温度的调节，使光刻胶的温度处于设定范围内；由此，本实施例提出的光刻胶涂布设备100利用第一柔性热电模块51对温度进行调节，避免了利用恒温水调温导致的安装不便以及泄露隐患，第一柔性热电模块51不仅节省安装空间，而且提高了调温效果。
36.在本发明的一种实施例中，第一柔性热电模块51包括柔性基板和多个热电元件，多个热电元件安装在柔性基板上。具体地，柔性基板可以进行弯曲，从而便于与需要调温的装置进行连接；热电元件具体包括多个n型热电元件和p型热电元件，以及连接热电元件的电极。多个n型热电元件和p型热电元件可以阵列设置在柔性基板上。本实施例中第一柔性热电模块51的尺寸和形状可以根据实际情况进行调节，从而适应与其连接的各个装置的尺寸和形状。
37.在本发明的一种实施例中，光刻胶管路40可以与一个第一柔性热电模块51连接，也可以与多个第一柔性热电模块51连接。第一柔性热电模块51包裹在光刻胶管路40上。优选地，本实施例中光刻胶管路40与一个第一柔性热电模块51连接。
38.示例性地，如图1所示，可以将一个第一柔性热电模块51紧密包裹在光刻胶管路40
上，可以理解的，光刻胶管路40的形状通常为圆柱状，故本实施例中的第一柔性热电模块51可以弯曲形成圆筒状或弧状，从而包裹在光刻胶管路40的外侧，由此，第一柔性热电模块51与光刻胶管路40紧密贴合，保证了对光刻胶管路40及内部光刻胶的温度调节效果。
39.在上述实施方式的基础上，光刻胶涂布设备100还包括第一散热鳍片81，第一散热鳍片81安装在第一柔性热电模块51的外围，用于进一步提高散热效果。示例性地，如图1所示，贴合设置在光刻胶管路40的外侧壁上的第一柔性热电模块51的外围连接有多个第一散热鳍片81，本实施例中第一散热鳍片81的设置保证了在对光刻胶管路40的散热效果。
40.此外，如图1所示，光刻胶涂布设备100还包括多个光刻胶喷嘴60和机械臂70，多个光刻胶喷嘴60安装在机械臂70上以随机械臂70移动，多个光刻胶喷嘴60分别与不同的光刻胶管路40连通，且位于载台10的上方，用于向载台10上的晶圆30喷涂光刻胶；需要说明的是，每个光刻胶喷嘴60可以与其相对应的光刻胶管路40连通。
41.进一步地，载台10上设置有真空吸盘，用于将晶圆30真空吸附在载台10上，可以理解的，光刻胶涂布设备100还包括有真空吸附装置，真空吸附装置与真空吸盘连接，当晶圆30放置在载台10上后，真空吸附装置启动，真空吸盘将晶圆30吸附好，保证了后续光刻胶涂布过程中晶圆30的稳定性。
42.请继续参阅图1，光刻胶涂布设备100包括用于放置待涂布的晶圆30的载台10，驱动装置20与载台10连接，用于驱动载台10旋转，从而带动晶圆30旋转，以完成光刻胶涂布。
43.可以理解的，由于驱动装置20在工作时，会产生大量的热，热量会经过法兰盘等中间部件传递到载台10上，进而传递给晶圆30，存在影响晶圆30关键尺寸的隐患，对此，光刻胶涂布设备100还包括了第二柔性热电模块52，第二柔性热电模块52与驱动装置20连接，此外，还可以在上述实施方式的基础上，将一个或多个第二柔性热电模块52与载台10连接，由此来降低驱动装置20及载台10的温度，从而避免驱动装置20产生的热量传递给晶圆30。
44.需要说明的是，第二柔性热电模块52可以直接贴附在驱动装置20或者载台10上，优选地，本实施例中第二柔性热电模块52贴附在驱动装置20上，而且由于第二柔性热电模块52可以弯曲，因此在与驱动装置20贴附时可以与驱动装置20严密接触。由此，第二柔性热电模块52的设置不仅节省了安装空间，而且提高了调节温度的效果。本实施例通过将第二柔性热电模块52连接在驱动装置20上，利用第二柔性热电模块52降低驱动装置20产生的热，避免了因热量传递到晶圆30导致的尺寸缺陷。
45.在本发明的一种实施例中，驱动装置20包括电机，电机包括用于与载台10连接的法兰盘21，法兰盘21与第二柔性热电模块52连接。具体地，法兰盘21上可以贴合设置有一个第二柔性热电模块52，也可以贴合设置有多个第二柔性热电模块52，第二柔性热电模块52具体可以紧密贴合在法兰盘21的外侧壁上，从而通过对法兰盘21进行降温，避免热量传递到晶圆30。
46.示例性地，如图2所示，法兰盘21与一个第二柔性热电模块52连接。该第二柔性热电模块52贴合在法兰盘21的外侧壁上，以法兰盘21的形状设置为圆柱为例，第二柔性热电模块52弯曲成圆筒状，从而与法兰盘21紧密配合。第二柔性热电模块52可以粘接在法兰盘21上，也可以通过螺栓连接在法兰盘21上，本实施例对第二柔性热电模块52与法兰盘21之间的连接方式不作具体限定。
47.在本发明的另一种实施例中，如图3所示，法兰盘21与多个第二柔性热电模块52连
接。示例性地，多个第二柔性热电模块52贴合设置在法兰盘21的外侧壁上。具体地，多个第二柔性热电模块52设置在法兰盘21上，具体可以粘接在法兰盘21的外侧壁上，由此，第二柔性热电模块52与法兰盘21紧密贴合，保证了温度调节效果。
48.进一步地，当法兰盘21与多个第二柔性热电模块52连接时，多个第二柔性热电模块52可以沿法兰盘21的周向均匀排布，具体地，以法兰盘21的形状设置为圆柱为例，如图3所示，多个第二柔性热电模块52弯曲成弧状，多个第二柔性热电模块52可以紧密相邻设置并衔接形成圆筒状，从而与法兰盘21紧密配合；第二柔性热电模块52可以粘接在法兰盘21上，也可以通过螺栓连接在法兰盘21上，本实施例对第二柔性热电模块52与法兰盘21之间的连接方式不作具体限定。本实施例中多个第二柔性热电模块52均匀排布的方式进一步提高了第二柔性热电模块52对法兰盘21的散热效果。
49.在上述实施方式的基础上，光刻胶涂布设备100还包括第二散热鳍片82，第二散热鳍片82安装在第二柔性热电模块52的外围，用于进一步提高散热效果。示例性地，如图1至图3所示，贴合设置在法兰盘21的外侧壁上的第二柔性热电模块52的外围连接有多个第二散热鳍片82。本实施例中第二散热鳍片82的设置保证了在对驱动装置20的散热效果。
50.根据本发明的实施方式，本发明提出了一种涂胶显影系统，包括上述实施方式中的光刻胶涂布设备100。此外，涂胶显影系统还包括有用于输送感光液的感光液管路和用于输送成像液的成像液管路，本实施例可以在感光液管路和成像液管路也分别设置用于调节温度的柔性热电模块，通过调节感光液管路和成像液管路的温度，使其处于设定的范围内，从而进一步保证产品良率
51.在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
52.以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。